gibi tanımlanmıştır: ve 0 = P,h,fi- P, 0.5ii ıı'D' (6) Dolayısıyla, pervane üzerindeki basınç p, suyun buharlaşma basıncından pv, daha küçük olduğunda kavitasyon oluşur, yani -Cp;c:o/2 olduğunda kavitasyon hesaplara dahil edilir. Bu da dinamik sınır koşulu olarak tanımlanmıştır. Kavitasyon boyu ve şekli her bir zaman adımında bu koşulun uygulanması ile tespit edilir. Dinamik koşulun sağlanması için yeni kavitasyon kaynakları ilave edilir veya çıkarılır. Çözüm, pervane kanatlarının konumlarını açısal olarak 6 derecelik artımlarla değiştirerek, her bir zaman adımında işlemleri tekrarlayarak gerçekleştirilir. Bir tam dönüşten sonra periyodik hareketin karakteristikleri elde edilir. Şekil 1'de MPUF-3A programının ürettiği 5 kanatlı pervanenin kanatları (izleri ile beraber) gösterilmiştir. 3. Bulgular ve yorumlar MPUF-3A programının doğruluğunun test edilebilmesi için, literatürde deneysel ve diğer sayısal yöntemlerin ilgili sonuçları verilen DTMB4381 pervanesi seçilmiş ve gerekli karşılaştırmalar yapılmıştır. Sözkonusu pervanenin geometrik parametreleri değiştirilerek elde edilen yeni pervane kanatlarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Bütün hesaplarda pervane kanatlarının herbiri, kiriş uzunluğu boyunca (chordwise direction) 20, açıklık boyunca (spanwise direction) 18 olmak üzere toplam 20xl 8=360 panele bölünmüştür. Pervane geometrisi ile ilgili detaylı bilgiler, Tablo l'de verilmiştir. Pervane kesitleri NACA66 kalınlık ve a=0.8 modifiye edilmiş sehime sahip kesitlerdir. Burada, R: pervane yarıçapı, D: pervane çapı, P: hatve miktarı, Y: yarıçap boyunca pervane kesitlerini gösteren koordinat değerleri, RK: pervane eğiklik (rake) değerleri, SKW: pervane çalıklık (skew) değerleri, C: her kesitteki kiriş boyu (chord length), F: kesitlerdeki sehim (camber) miktarı, T: kesit maksimum kalınlık miktarıdır. Bütün hesaplarda, pervanenin düzgün (uniform) akıma maruz kaldığı varsayılmıştır. Pervane 5 kanatlıdır. Bütün değerler pervane yarıçapı R ve gelen akımın hızı U ile boyutsuzlaştırılmıştır. İlk olarak, kavitasyon sayısı çok yüksek tutularak kavitas34 tersane• kasım/ aralık 2010 Tablo 1: Orjinal DTMB 4381 pervanesinin geometrik özellikleri Y/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 P/D 1.332 1.345 1.358 1.336 1280 RK/D 00 O.O o.o o.o O.O SKW O.O o.o O.O O.O o.o C/D 0.174 0.229 0.275 0.312 0.337 lOF/C 0.351 0.368 0.348 0.307 0.245 TJC 0.249 0.156 0.107 0.077 0.057 yon yapmayan pervanenin itme, tork katsayıları ve verim değerleri hesaplanmıştır. Şekil 3'te, hesaplanan sonuçlar, [1S)'degösterilen deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Görüleceği üzere, yöntemin sonuçları deneyle uyum içerisindedir. Daha sonra, DTMB4381pervanesinin, bütün geometrik karakteristikleri aynı tutularak, çalıklık miktarları arttırılmış ve iki adet yeni pervane elde edilmiştir. Bu yeni çalıklık değerleri Tablo 2'de verilmiştir. Yine, bu pervanelere ait hesaplanan geometriler Şekil 4'te gösterilmiştir. Artan çalıklık miktarları çok açık olarak görülebilmektedir. Şekil S'te ise, bu iki yeni pervaneye ve orijinal DTMB4381 (çalıklığı olmayan) pervaneye ait itme, tork ve verim değerleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Görüleceği üzere, artan çalıklık miktarı ile düşük ilerleme katsayılarında (yani artan devir sayısında) az da olsa itme katsayısı artmaktadır. Ayrıca, büyük ilerleme katsayılarında verim değerleri artan çalıklık miktarları ile artmaktadır. Şekil 6a, 6b, 6c'de 0.7 0.8 0.9 0.95 1.0 1.210 1.137 1.066 1.031 0.995 O.O 00 O.O O.O o.o o.o O.O O.O 00 O.O 0.347 0.334 0.280 0.210 0.001 0.191 0.148 0.123 0.128 0.123 0.042 0.031 0.024 0.023 0.016 ise J=0.8 iken pervane kanatları üzerindeki boyutsuz basınç değeri gösterilmektedir. Daha sonra, kavitasyon sayısı o=0.8 alınarak, sözkonusu üç pervanenin kavitasyon karakteristikleri incelenmiştir. İlerleme katsayısı J=0.8 olarak alınmıştır. Şekil ?'de pervane kanatları üzerinde elde edilen kavitasyon karakteristikleri verilmiştir. Artan çalıklık değeri ile kavitasyon miktarının arttığı tesbit edilmiştir. Diğer bir deyişle, kavitasyonlu durumda çalıklık, pervane performansını olumsuz yönde etkilemiştir. Daha sonra, Pervane ll'nin sehim ve hatve oranları aşağıda Tablo 3'te gösterildiği gibi arttırılarak, yeni pervanenin performansına tekrar bakılmıştır. Şekil 8'de Pervane ll'nin kanatları üzerindeki kavitasyon miktarı ve Pervane ll'den türetilmiş yeni pervanenin kavitasyon miktarı karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Yeni pervanenin, özellikle pervane kanat ucunda kavitasyon miktarındaki önemli azalmalar gözle görülebilmektedir. Yine, yeni pervanenin itme ve verim değerleri de iyileşmiş0.9 0.8 0.7 ------El---- KT (Mevcut Yöntem) ----A---- 1o·KQ (Mevcut Y~ntcm) ~ Verim (Mevcut Yontcm) - C>- - KT (Deney) 0.9 0.8 0.7 = ~ = !::..~ :~:~::: Verim (rı) 0.6 0.5 0.4 KT [),_ - 0.3 0.2 0.1 - _ 0.1 ı:ı 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 .1 1.l J Şekil 3. DTM8438 I PervanesinAeitMevcutYöntemle Hesaplanmış veDeneyle Ölçülmüş itme,TorkveVerim Değerlerinin Karşılaştırılması
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=